Začetne faze razvoja življenja na Zemlji

Naravoslovno so namenjeni za pomoč človeštvu vedeti, kot sebe in sveta okoli nas in, seveda, da bi ugotovili, kako se na našem planetu izvira življenja v vseh njegovih pojavnih oblikah. Ne da bi šli v verske dogme o ustvarjanju sveta z vrhovno duhovno močjo - Bog, bomo preučili hipoteze o izvoru živih snovi, na katerih deluje biologija. Glavne faze razvoja življenja na Zemlji nam bodo pomagale pri odkrivanju problema svojega izvora in manifestacije v okoliškem svetu.

Zastopanje znanstvenikov o procesu evolucije živih bitij

Če združite vse biološke vrste organizmov, moderne in dolge izumrle, boste dobili astronomsko številko - do milijarde vrst. Ni presenetljivo, da so se znanstveniki, ki so živeli v različnih časih, poskušali izločiti glavne faze razvoja življenja na Zemlji, kar je pripeljalo do nastanka teh vrst živih organizmov, pa tudi do oblikovanja sodobne slike narave. Ustanovitelj taksonomije Linnaeus v 18. stoletju, ki temelji na načelih te znanosti "v živo iz življenja", ki je trdil, da je lahko življenje nastane le iz že obstoječega bivalnega snovi. Linnaeus ni dovolil niti namigovanja o tako imenovani spontani proizvodnji organizmov. Nemški biolog E. Haeckel je najprej izrazil idejo monofilije - izvor vseh živih organizmov iz enega prednika. Jean-Baptiste Lamarck je tudi zagovarjal zamisel o enojlični predniki, ki se je pojavila v zgodnjih fazah življenja na Zemlji. V povzetku vsega navedenega lahko trdimo, da hipoteze v znanosti obstajajo izvor življenja so razvrščeni v dve skupini. Prvi - abiogeni, vključuje ideje o nastanku živih snovi iz neživih narave (A. Oparin, D. Haldane, S. Miller). Drugi je biogeni, vsebuje ideje o videzu živih bitij le sami (R.Virkhov, K. Linney, C. Darwin).

Ali so primarni organizmi imeli skupne prednike?

Prve faze razvoja življenja na Zemlji, in da abiotski (kemične), potem obdobje videz biopolimerov (beljakovin in nukleinskih kislin) imenuje prebiological in, končno, stopnja biološke evolucije (tvorba primarnih enoceličnih organizmov). Kombinirajo se in imenujejo biopoezo. Nekateri raziskovalci (npr D. Bernal, S. Miller) predlagal zamisel o progenote - prednika, iz katerega so arheje, bakterije, celic z jedri. Drugi raziskovalci menijo, da evkarionti ni nastala iz progenote, in so rezultat simbioze, ali pa nastane kot posledica sprememb v zunanjih membran protobionts. Te hipoteze razmislimo podrobneje.

Hipoteza Oparin-Haldane

Med mnogimi znanstvenimi različicami, ki poskušajo razložiti znanost znan kot prebiološko stopnjo razvoja življenja na Zemlji, je zelo priljubljena hipoteza o coacervate kapljicah. Ustanovil ga je ruski znanstvenik AI Oparin. Podobne ideje je izrazil britanski raziskovalec D. Haldane. Ideje znanstvenikov so odzvale z dolgoletno hipotezo v biologiji o spontani generaciji življenja.

Bistvo koordinacijske hipoteze

Akademik A. Oparin je predlagal, da bi skupine molekul organskih spojin, ki so se pojavile kot posledica procesov kemične faze, ustvarile precej gosto lupino. Tako so bili ločeni od primarnega brozga - vodnega okolja starodavnega oceana. Te skupine molekul znanstvenik imenuje coacervates. Bili so že zmožni samostojnega obstoja, ki še naprej izmenjujejo primarno rešitev. Zelo pomembno je, glede na Oparin, lastnosti koakervatov njihova sposobnost rasti in zdrobiti (pomnožiti). D. Haldane, na katere se sklicuje izkušnjah Miller-JURI, ki je eksperimentalno dobljenih kompleksne organske snovi iz zmesi metana, amoniaka, vodika in ogljikovega dioksida. Vključevali so molekule aminokislin in enostavne sladkorje. To je pripeljalo do možnosti nastanka izoliranih struktur - poskusov.

Glede na Oparin in Haldane so začetne faze razvoja življenja na Zemlji, ki so vodile k nastanku primarnih kompleksov - predhodnikov celic, zagotavljale osnovo za nadaljnji razvoj živih snovi. Treba je opozoriti, da so znanstveniki v poskusih uspešno modelirali možne pogoje, ki bi lahko bili v ozračju in v primarnem svetu oceana, in sicer: visoka temperatura in pritisk, ionizirajoče sevanje in električni izpusti.

Probionts in njihove lastnosti

Prvi faze razvoja življenja na Zemlji - v Hadean, arhaik in nato, je zaznamoval prehod iz samoorganizirajoče koazervatov (probiontov) do osnovnih življenjskih celic. Bil je omogočila edinstvene lastnosti probiontov: sposobnost za oblikovanje membrane izolirane, možnost najpreprostejših oblik reprodukcije, osnovne izmenjave z zunanjega okolja. Samoorganizirane nukleoproteinskih molekule, ki izhajajo iz kemijske stopnji, določeni na probiontov manifestacijo najpomembnejših lastnosti žive organizme - sposobnost za prenos genetske informacije.

Značilnosti prvih živih organizmov

Pred časom (približno 3,5 milijarde let) so nastale sedimentne kamnine, v katerih so odkrili sledi organskega življenja. Imeli so videz apnenih lupin cianobakterij in ostankov stene mureina bakterijskih celic. Geokemijske razmere litosfere v Ljubljani arhesko obdobje se stalno spreminjajo, zato bi se lahko primarni ekosistemi prokariontov prilagodili kopičenju številnih fenotipskih variant. Fotosinteza poteka z modro-zelene alge (cianobakterije), je določeno temeljno spremembo sestave plina prvobitne atmosfero Zemlje, ki omogoča nadaljnje izhodne bitja vodnih habitatov na kopnem. Aktivnost prve prokariontske organizme, in so večinoma žvepla in železa bakterije, povzročilo nastanek ne le sedimenta, ampak kot nafte in zemeljskega plina.

Zakaj nastajanje evkariontskih celic

Kot smo že omenili, fotosintezo zelenih in vijolično bakterij žvepla in železovih bakterij prispevali k nastanku ščita ozonskega sloja in pojavom aerobnih evkariontskih celicah. Z drugimi besedami, prve 3 faze življenje sveta pripeljalo do nastanka biocenoze vsebuje enocelična in večceličnih evkariontskih organizmov. Večina znanstvenikov je nagnjena k prepričanju, da je njihov pojav nastal pred približno 600 milijoni leti. Prvič, jedrske organizme so predstavljali enolične žareče oblike. Kot posledica odmika od njih je prišel prvi rastline - alge in praživali in gliv. Zanimiva mnenju nekaterih raziskovalcev, ki so prokarionti evolucijska slepa, ker niso veliko spremenile v zgodnjih fazah razvoja življenja na Zemlji. Biologija ima dva razloga za pomanjkanje evolucijskega razvoja nejedrskih organizmov.

Prvi od teh je nezmožnost prokariotske celice do povečanja organizacije in do diferenciacije. Drugi razlog je togo toga togega dednega prokariontskega materiala, ki ga predstavlja ena sama krožna DNA molekula, imenovana plazmid.

Simbioza, ki je privedla do revolucionarnih sprememb v naravi

Nastop jedrom celic v znanstvenih krogih, da pojasni položaj symbiogenesis - teorijo, ki jo zastopata A. Shimperom predlagano. Ker tvorbo celičnem jedru, katerih prisotnost je glavna značilnost evkariontih, pa tudi nastajanje mitohondrijev in kloroplastov je omogočila transformacijo določenih aerobnih bakterij. Infiltracije primarno celico z genetskim snovi ločene membrane so bakterije sinhronizirani presnovo z gostiteljsko celico. Posledično so izgubili sposobnost samostojnega obstoja izven celice in postali njeni obvezni organeli. Omeniti je treba hipotezo, ki pojasnjuje pojavnost kloroplastov. Ne, ne smemo pozabiti, da je izvor teh organelov zagotoviti pojav avtotrofna prehrano in fotosintezo. Po A. Shimperom takšne znanih Ruski znanstveniki so KS Merezhkovsky, BM Kozo-Poljanski in druge opozoril na skupino fotosintetskih bakterij, ki lahko sožitju z heterotrofnih celic. Ko v citoplazmi, so očitno izenačene z celično presnovo in delovanje kot jeklenih organele, kasneje imenovanih kloroplasti. Sami heterotrofov celice mutirajo v enoceličnih zelenih alg, ki je postala prva avtotrofna evkariontih.

Biogeocenoze vendovskega obdobja

Torej soobstoj več vrst nejedrskih organizmov - bakterij - lahko vodi do nastanka novega živega sistema - evkariontske celice. Nadaljevali bomo s preučevanjem prvih stopenj razvoja življenja na Zemlji, se bomo osredotočili na vendovsko obdobje Proterozoična doba, ki je nadomestil Arhean. V vodnem okolju - glavnem ziblu življenja na planetu so nastale prve biogeocenoze. Proizvajalci so bili fotosintezne bakterije, pa tudi enocelične in kolonialne zelene alge.

Izolirali so kisik, sintetizirali organske snovi, ki jih uporabljajo heterotrofni organizmi: enocelični protozoji, kot tudi večcelične oblike: koelenterati in trilobiti. Vendijansko obdobje zaključuje prve faze razvoja življenja na Zemlji. Eram in obdobja, ki sledijo, je bilo potrebno izvesti nadaljnje procese evolucije živih bitij, ki temeljijo na dedni variabilnosti in naravni selekciji.